Преобразователь код-шим

САН БРЕТЕНИ К СССР1986.ССР1984. автома-; о в цифтанковнием ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Минский радиотехнический институт(57) Изобретение относится ктике и может быть использованровых системах управления электропрводами промышленных роботов, сс числовым программным управлеи т,п. Изобретение позволяет реализовать как несимметричный, так исимметричный закон модуляции, чторасширяет область его применения,Преобразователь содержит блок 1 начального сброса, управляемый генератор2 импульсов, два элемента ИЛИ Зи 8,триггер 4, четыре элемента И 5,6,12и 13, делитель 7 частоты, регистр 9,элемент 10 задержки, счетчик 11 импульсов, инвертор 14, два сумматора15 и 16 по модулю два и коммутатор17, Управляемый генератор 2.импульсоВсодержит триггер, элемент И, счетчикимпульсов, мультиплексор, генераторэталонной частоты и регистр. Комму"татор 17 содержит ячейки коммутации,каждая из которых состоит иэ элемента И, элемента ИЛИ-НЕ и элементаИЛИ, и дешифратор. 2 з.п. ф"лы 3 ил20 Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в цифровых системах управления электроприводами промышленных роботов, станков5с числовым программным управлением ит.п.Целью изобретения является расширение области применения за счетреализации как симметричного, так инесимметричного закона модуляции.На фиг. представлена структурнаясхема описываемого преобразователя;на фиг.2 - то же, управляемого генератора импульсов, на Фиг.3 " то же,коммутатора.Преобразователь сОдержит блок 1начального сброса, управляемый генератор 2 импульсов, первый элементИЛИ 3, .1 риггер 4 первый 5 и второй6 элементы И, делитель 7 частоты,второй элемент ИЛИ 8, регистр 9, элемент 10 задержки счетчик 11 импульсов, третий 12 и четвертый 13 элементы И, инвертор 14, первый 15 и второй 16 сумматоры по модулю два и коммутатор 17.На фиг,1 позициями 18, 19 и 20обозначены. соответственно информационный вход, вход управления и вход 30управления и вход "Пуск" преьбразователя, позициями 21 - 24 - соответственно первый - четвертый выходы преобразователя.Управляемый генератор 2 импульсовсодержит триггер 25 элемент И 26,счетчик 27 импульсов, мультиплексор28, генератор 29 эталонной частоты ирегистр 30.Коммутатор 17 содержит ячейки 31 40коммутации, каждая из которых состоитиэ элемента И 32, элемента ИЛИ-НЕ 33и элемента ИЛИ 34 и дешифратор 35,Блок 1 начального сброса Формируетна выходе короткий импульс положитель 45ной полярности при включении напряжения питания,В регистре 9 хранится дополнитель"ный код преобразуемого числа. Причемв старшем разряде хранится признакзакона широтно-импульсной модуляции("1" - несимметричная, "0" - симметричная), а в предшествующем разрядезаписан знак числа ("0" - полджительное, "1" - отрицательное),Инвертор 14 совместно с третьим 12и четвертым 13 элементами И управляетподачей импульсов от управляемогогенератора 2 импульсов на суммирующий либо вычитающий вход реверсивногосчетчика 11 (в зависимости от значения знакового разряда регистра 9),Делитель 7 совместно с реверсивнымсчетчиком 11, первым 3 и вторым 8 элементами ИЛИ управляет работой триггера4. Элемент 1 О задержки служит длясинхронизации записи кода преобразуемого числа Е с входа 18 в регистр 9 иреверсивный счетчик 11. Сигнал "Пуск"(одиночный короткий импульс) свхода 20 используется для начальногозапуска преобразователя код-ШИИи формируется оператором или функциональными элементами системы, в которой используется преобразователь.Делитель 7 из частоты Г, на первомвыходе управляемого генератора 2импульсов формирует частоту ШИНишим = 1/К (К - коэффициент деленияделителя 7),Управляемый генератор 2 импульсовформирует на первом выходе импульсную последовательность частотой Е.,Уравной где 1 з - код числа на входе 19, записанный в регистре .30;Г - частота генератора 29.На второй выход управляемого генератора 2 импульсов поступает частота Е генератора 29.Управляемый генератор 2 импульсов работает следующим образом.При поступлении импульса положительной полярности на его первый вход триггер 25 устанавливается в нулевое состояние, В результате этого импульсы с выхода генератора 29 не поступают на выход элемента И 26. Запуск управляемого генератора 2 импульсов производится импульсом положительной полярности, поступающим на второй вход управляемого генератора 2 импульсов, который осуществляет запись кода И в регистр 30, производит обнуление счетчика 27 и установку в единичное состояние триггера 25, В результате . этого импульсы с выхода генератора 29 поступают на суммирующий вход счетчика 27, на второй выход управляемого генератора 2 импульсов и на первый информационный вход мультиплексора 28, когорый в зависимости от кода Й на своих управляющих входах коммутирует соответствующий выход счетчика 27 на .первый выход управляемого генератора 2 импульсов. Коммутатор 17 формирует код для записи в реверсивный счетчик 1. В случае несимметричной мо 5 дуляции (на втором входе коммутатора 7 - уровень ) на всех выходах дешифратора 35 будут уровни логической "1" при всех значениях кода Н Сигналы на выходах ячеек 3 коммута ции будут равны соответствующим сигналам на их вторых входах. В результате этого на выходе коммутатора 17 будет код, равный коду на третьем его входе. При симметричном законе 15 широтно-импульсной модуляции на второй вход коммутатора 17 подан уровень логического "0" и на соответствующем выходе дешифратора 35, адрес которого определяется кодом на первом 20 входе коммутатора 17, появится низкий уровень. При этом на выход соответствующей ячейки 31 поступает инвертированный сигнал с его информационного входа, Таким образом, сиг-, нал на выходе коммутатора 17 будет отличаться от сигнала на его третьем входе соответствующим инвертированным разрядом. Номер разряда определяется по формуле 30ш=Н +1 оя 1 вПри несимметричной ШИМ модулированные по длительности импульсы снимаются с выхода 21 или 22 первого или второ- З 5 го элемента И, а при симметричной ШИМ - с выхода 23 или 24 первого или второго сумматора 15 или 6 по модулю два.Преобраэователь работает следующим 40образом.При включении напряжения питания блок 1 начального сброса формирует короткий импульс, который через элемент ИЛИ 3 устанавливает триггер 4 в 45 нулевое состояние. По этому же импульсу устанавливается в исходное состояние .управляемый генератор 2 импульсов, т.е. на его первый и второй выходы импульсы не приходят, 50Рассмотрим слу гай симметричной ШИМ("0" " в старшем разряде регистра 9) для положительного кода Е (0" - в знаковом разряде регистра 9). На информационные раэряды (вход 18) регистраподается дополнительный кодпреобразуемый в длительность импульса. На третий вход управляемого генератора 2 импульсов поступает код 11., определяющий частоту на первом выходе управляемого генератора 2 импульсов. При этом величина кода 8 не должна превышать 2 . Запуск преобразователя код-ШИИ производится коротким импульсом по входу 20 "Пуск", который устанавливает в нулевое состояние делитель 7, запускает управляемый генератор 2 импульсов и записывает код Е в регистр 9. Этот же им пульс поступает на вход элемента 10 задержки и через время Вй переписывает код с выхода коммутатора 17 в реверсивный счетчик 11 и устанавлива" ет в"1" триггер 4. В результате это" го на первом выходе управляемого ге- . нератора 2 импульсов будет сформирована импульсная последовательность частотой 2 з, на втором выходеимпульсная последовательность, частота которой равна частоте Е, генератора 29, а на третьем выходе - код Вз, На выходе коммутатора 17 будет сфор мирован код, в ш-м разряде которого находится логическая единица. Данный код записан также в реверсивныйсчетчик 1. На выходе 24 второгосумматора 16 по модулю два будет вы" сокий уровень, а на выходе 23 первого сумматора 15 по модулю два - низкий уровень. Импульсы с второго выхода управляемого генератора 2 импульсов поступают через элемент И 12 на вычитающий вход реверсивного счетчика 1, в результате чего на выходе ре.версивного счетчика 11 код будет уменьшаться. В момент равенстванулю кода на выходе реверсивногосчетчика 11 будет сформирован короткий импульс, который через элемент ИЛИ.3 установит триггер 4 в нулевое состоя ние. В результате этого на выходе 23 первого сумматора 15 по модулю два будет высокий уровень, а на выходе 24 второго.сумматора 16 по модулю два - низкий уровень. Импульс с выхода делителя 7 через элемент ИЛИ 8 запишет код в регистр 9, код 0 - в регистр 30 управляемого генератора 2 импульсов, а через время 111 устано- вит в единичное состояние триггер 4 и запише преобразованный код с выхо да коммутатора 17 в реверсивный счет чик 11, Таким образом, величина периода преобразования Т будет определяться периодом поступления импульсоВ с выхода делителя 7 и равна:52 иТо 1462488без изменения частоты следования управляющих импульсов,Тл2 ф на выходе 24 второго сумматора 16 В случае несимметричной ШИМ ("1" - старшем разряде регистра 9) преаб фазователь работает аналогично с тай разницей, что преобразованный сигнал формируется на выходе элеменга И 5 (для ЕО) либо на выходе элемента И 6 (для ГО),а коммутатор 17 в обоих случаях пропускает йод Й с выхода регистра 9 на вход реверсивного счетчика 11 без изменения. Причем длительность выходного Импульсабудет равна:г,:1 вТак Ет пре дополн ыетрич ротно им образом, устройство позволя- образовать представленные в ительном коде числа как в симный, так и несимметричный шимпульсный модулированный сиг" также производить регулировку ны статической характеристики Бал юкрутиз В течение следующего периода устройство будет работать аналогичным 5 Образом, поэтому при симметричной ЩИМ для Г 7 О на выходе 24 второго сумматора 16 по модулю два будут СФормированы импульсы длительностью 0;10ТС+ц 2на выходе 23 первого сумматора 15о модулю два длительность импульсов 1 авиа: Т2Работа преобразователя код-ШИМ для имметрнчной ШИМ и кода Е ( 0 будет тличать:,я тем, что в ш-м разряде еверсивного счетчика 11 будет запиан логический нуль (инвертируетсяй разряд кода, записанного в реистр 9), При этом импульсы с второ 25 о выхода управляемого генератора 2 ймпульсов поступают через элемент Й 13 на суммирующий вход реверсивного начетчика 11. Длительность импульсов на выходе 23 первого сумматора 15 11 о модулю два равна: Формул а изобретения 1, Преобразователь код-ШИМ, содержащий блок начаЛьного сброса, выход которого соединен с первыми входами управляемого генератора импульсов и первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом установки триггера, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, первый выход управляемого генератора импульсов соединен с первым входом делителя .частоты, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен непосредственно с вторым входом управляемого генератора и пульсов и с входом записи регистра и через элемент з адержки - с входом з аписи сче тчика импульсов и с тактовым входом триггера, второй выход управляемого генератора импульсов соединен с первыми входам; третьего и четвертого элементов И, выходы которых соединены соответственно с вычитающим и суммирующим входами счетчика импульсов, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход знакового разряда регистра соединен непосредственно с вторыми входами второго и четвертого элементов И и через инвертор - с вторыми входами первого и третьего элементов И, информационные входы регистра являются информационным входом преобразователя, третий вход управляемого генера тара импульсов является входом управления преобразователя, вторые входы делителя частоты и второго элемента ИЛИ объединены и являк 1 тся входом "Пуск" преобразователя, выходы первого и второго элементов И являются соответсгвенно первым и вторым выхо" дами преобразователя, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью расширения области применения преобразователя за счет реализации как несимметричнога, так и симметричного закона модуляции, в нега введены сумматоры по модулю два и коммутатор, выходы которого соединены с информационными входами счетчика импульсов, третий выход управляемого генератора импульсов соединен с первым входом коммутатора, выход старшего разряда и информационные выходы регистра соединены соответственно с вторым и третьим входами коммутатора, первые и вторые входы первого и второго сумматоров5 по модулю два объединены с одноименными входами соответственно первого и второго элементов И, выходы первого и второго сумматоров по модулю два являются соответственно. третьим и 1 О четвертым выходами преобразователя.2, Преобразователь по п.1, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что управляемый генератор импульсов содержит . триггер, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с входом суммирования счетчика импульсов и с первым информационным входом мультиплексора и является вторым выходом управляемого генератора, выход мультиплексора является первым выходом управляемого генератора, генератор эталонной частоты, выход которого соединен с вторым входом элемента И, регистр, выходы 25 которого объединены с управляющими входами мультиплексора и являются третьим выходом управляемого генератора, выходы счетчика импульсов соединены с вторыми информационными входа" Зо ми мультиплексора, установочный вход триггера является первым входомуправляемого генератора, вход записирегистра объединен с тактовым входомтриггера и с установочным входомсчетчика импульсов и является вторымвходом управляемого генератора, информационные входы регистра являютсятретьим входом управляемого генератора.3. Преобразователь.по п,1, о т -,л и ч а ю щ и й с я тем, что,ком"мутатор содержит ячейки коммутации,каждая из которых содержит элементыИ, ИЛИ-НЕ и ИЛИ, первые и вторыевходы элементов И и ИЛИ-НЕ попарнообъединены и являются одноименнымивходами ячеек, выходы элементов И иИЛИ-НЕ соединены соответственно спервым и вторым входами элемента ИПИ,выход которого является выходомячейки, и дешифратор, выходы которогосоединены с первыми входами одноимен-.ных ячеек коммутации, информационныевходы и управляющий вход дешифратораявляются соответственно первым и1вторым входами коммутатора, вторыевходы ячеек коммутации являютсятретьим входом коммутатора, выходыячеек коммутации являются выходом.коммутатора,Тираж 879 Подписноекомитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС Москва, Ж, Рауаская наб., д. 4/5